Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
La présente invention vise une unité de
soudage électrique par résistance.
On connait des machines de soudage par résis-
tance qui comprennenk un bâti supportant un circuit magné-
tique feuilleté d'un transformateur comprenant deux bobines
d'enroulement primaire et un circuit secondaire reliés aux
électrodes de la machine.
Généralement, chaque électrode est reliée au
circuit secondaire par des tresses souples, or ces tresses
subissent une fatigue importante car elles sont en cuivre
IO et soumises ~ de fortes réactions électrodynamiques.
Le Demandeur a proposé dans son brevet francais
n 69 I6 670 du 22 MAI I969 la réalisation d'une unité de
soudagé électrique comportant une paire d'électrodes de
soudage reliées électriquement ~ en rnrou:Lement secondaire
d'un transformateur dont l'enroulement primaire est destiné
être relié ~ une source de courant alternatif, ledit en-
roulement secondaire étant constitué par deux tiges parallè-
les reliees électriquement entre elles ~ une extrémité,
tandis que les autres extrémités sont reliées aux électrodes
de manière ~ former avec la pièce a souder le circuit secon-
; daire du transformateur, lesdltes tiges étant mobiles par
rapport au primaire.
Grace ~ une telle structure, l'unité de soudage
a toute une série d'avantages :
- le circui.t secondaire est directement en
contact avec la pièce ù souder,
- le circuit secondaire est réduit à sa plus
simple expression puisqu'il ne comporte ~ue les parties des
tiges qui se trouvent à l'extérieur du circuit magnétique
du transformateur et~ bien entendu la partie correspondante
de la pièce ~ souder,
:
~ ~ - le circuit secondaire extérieur présente une
:~ :
impédance constante dans le temps,
'7~53~3
- le transformateur peut être réduit aussi
bien dans ses dimensions que dans sa puissance,
- on économise du courant électrique,
- le prix de revient de chaque soudure est
diminué.
Dans la technique moderne on essaye d'automati-
ser le plus possible les appareillages et on tend ~ réduire
le poids et les dimensions des unités de soudage. Or, du
fait de sa conception, l'unité décrlte dans le brevet fran-
IO cais n 69 I6 670 du 22 MAI I969 peut difficilement etre
réduite dans ses dimensions et en polds.
De plus, dans la réalisation décrite dans ledit
brevet français, le circuit secondaire était formé de deux
tiges parallèles guidées séparément et reliées entre elles
dans le transformateur par un shunt souple ce qui nécessi-
tait ppur l'entretien un démontage du transformateur et la
réalisation dans le transformateur de deux organes de guidage
pour chaque tige.
L'un des buts de la présente invention est de
réaliser une nouvelle unité de soudage qui soit d'une con-
ception plus simple que celle décrite dans le brevet franQais
n 69 I6 670 du 22 MAI I969 et qui puisse etre plus compacte,
moins lourde et dont l'entretien soit réduit au minimum.
L'unité selon l'lnvention est du type comprenant
un transformateur dont l'enroulement primaire est destiné
etre relié ~ une source de courant alternatif convenable~
un enroulement secondaire formé d'une seule spire et mobile
dans le transformateur, un vérin de commande du type flottant
dont le corps esk mobile par rapport au piston et vice-versa,
le corps supportant une électrode et la tlge du piston l'autre,
de manière ~ effectuer des points de soudure dits directs,
c'est-~-dlre~ue les pièces ~ souder sont enserrées entre
.: ~
: ~ :
- 2
: :
les électrodes, chaque électrode étant reliée électrique-
ment à l'enroulement secondaire, et est caractérisée en ce
que ledit enroulement secondaire est constltué d'un barreau
en forme de U pour présenter deux branches dont llune des
extrémités d'une branche est reliée par un shunt souple à
l'électrode portée par la tige du piston, tandis que l'ex-
trémité de l'autre branche est reliée rigidement au corps
du verin.
Grace à cette disposition, on peut supprimer
IO tout guidage du circuit secondaire ~ l'intérieur du trans-
formateur puisque levérin est bien entendu, lui, guidé sur
un bati de l'appareil. Ainsi, les frottements sont supprimés
et l'usure considérablement réduite.
De plus, comme les pièces mobiles se trouvent à
l'extérieur du transformateur, l'entretien est facilité.
Sulvant une caractéristique particulière,
l'enroulement secondaire est constitue d'un barreau de sec-
tion rectangulaire meplate. Ainsi, on peut utiliser un simple
barreau de cuivre électrolytique de section rectangulaire,
ce qui permet un meilleur couplage électrique de la spire
secondaire située entre les deux bobines primaires.
Suivant une caractéristique constructive parti-
culière, le transf`ormateur est du t~pe comprenant deux en-
roulements primaires, un circuit magnétique feuillete,
l'ensemble s'étendant entre deux flasques d'extrémité, carac-
térisé en ce que entre les deux flasques s'étend un carter
tubulaire, le circuit magnétique et les enroulements primai-
res étant enserrés dans ledit carter, un liant étant coulé
dans l'ensemble pour assurer l'assemblage des éléments et
l'isolation électrique. On peut alnsi réduire considérable-
ment le poids de l'unité de soudage.
De préfé~rence, le transformateur comporte des
éléments tubulaires noyés dans le tr nsformateur et constituant
- 3 -
:. . . . ..
i:~7:19~8
des inserts pour former un espace libre pour la mise en
place du circuit secondaire.
L'invention vise également un procédé de
fabrication d'un transformateur pour la réalisation d'une
unité de soudage selon l'invention qui consiste à mettre
en place dans un carter tubulaire des enroulements primaires
un circuit magnétique feuilleté à loger entre les enroule-
ments, deux barrettes méplates, à engager ces barrettes sur
des éléments tubulaires isolants à placer à chaque extrémité
I0 du carter tubulaire~ un flasque, à enserrer l'ensemble dans
un gabarit d'assemblage, à couler dans le carter tubulaire
un liant tel qu'une résine époxy et après séchage et durcis-
sement de celle-ci, à dégager l'ensemble du gabarit d'assem-
blage et à retirer les barrettes méplates pour former des ?
canaux destinés ~ recevoir l'enroulement secondaire, l'un
des ~lasques au moins comportant une ouverture pour permet-
tre de dégager les barrettes méplates et la mise en place
dudit enroulement secondaire.
Une autre caractéristique de l'inventlon vise
~ le montage du vérin sur le transformateur, montage simple,
efficace et peu onéreux. Suivant cette caractéristique,
~;~ l'unité comporte deux tiges de~guidage s'étendant parallèle-
~:
ment entre elles et aux branches de l'enroulement secondaire,
lesdites tiges étant solidaires d'un bâti du transformateur ~
i
le corps du vérin étant monté pour glisser sur lesdites ti-
ges, tandis que la tige du piston comporte une butée destinée,
dans le mouvement d'écartement de l'électrode, qu'elle compor-
te, de la pièce à souder, ~ limiter ledit mouvement de manière
à commander le glissement du corps afin que l'électrode qu'il
supporte s'écarte de la pièce à souder.
.
~ 4 -
;'3:~3
L'invention va maintenant etre decrite avec plus
de détails en se référant ~ un mode de réalisation donné
titre d'exemple seulement et représenté aux dessins sur
lesquels :
~ig. I es~ une vue en perspective éclatée montrant
le transformateur en cours de fabrication,
Fig. 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-II
de la figure 3,
~ig. 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III
I0 de la figure 2,
~ig. 4 est une vue en perspective avec des arrache-
ments du transformateur,
~lg. 5 est une vue en perspective montrant Ie cir-
cuit secondaire relié aux électrodes~
Fig. 6 est une vue en perspective de l'unité3
~igs. 7, 8 et 9 sont des vues schématiques montrant
le fonctionnement de l'unité de soudage.
Aux figures I, 2 et 3 on a représenté la réalisation
; du transformateur I de l'unité, celui ci comprenant un circuit
magnétique feuilleté 2 constltué d'un empilage de tôles en U
qui sont maintenues par un carter tubulaire 3, deux bobines
; d'enroulement primaire 4 destinées à être alimentées à partir
d'une source,de courant alternatif et un circuit secondaire
constitué d'une seule spire en forme de U 5.
Le transformateur est fabriqué de la façon suivante:
entre deux flasques 6 et 7 on enserre le carter tubulaire 3
dans lequel on a préalablement mis en place deux éléments
tubulaires méplats 9 et I0 dans chacun desquels est engagée
une barre méplate correspondante II dont les extremités sont
,~ ~ 30 terminées par des tiges filetées I2 et I3.
Les éléments 9 et I0 sont de préférence en fibres
~:: : ::
de verre et~seront destinés à constituer des conduits de
; passage du circuit secondaire.
~ t~ 31S
Egalement dans le carter 3 sont logés le circuit
magnétique feuilleté 2 et les enroulements primaires 4. Les
tiges filetees I2 traversent des trous I5 d'une plaque I6
d'un gabarit d'assemblage I7. Les tiges filetées I2 re~coivent
des écrous 20 pour leur fixation à la plaque I6.
Le gabarit d'assemblage I7 comprend une embase I9
à partir de laquelle s'érige une plaque latérale I~, celle-ci
étant fixée au flasque 7 par des vis 2I se vissant dans des
trous taraudés correspondants dudit flasque 7. La plaque I6 est
I0 également fixée ~ la plaque latérale I8 par des vis 22 qui
traversent des trous de la plaque I8 et se vissent dans des
taraudages de la plaque I6.
L'embase I9 comporte un épaulement 26 qui vient se
placer au droit dlune ouverture 27 du flasque 6, ledit épau-
lement étant percé de trous 29 qui sont traversés par les
tiges I3 celles-ci recevant des écrous 30.
Le flasque 6 est pourvu du c8té de sa face tournée
vers les enroulements 4, de trous 3I pratiqués en ~iais et
qul formeront des ancrages comme cela sera exposé plus loin.
Le flasque 6 comporte sur sa face tournée du coté
des enroulements primaires 4~ un trou 35 destiné à recevoir
un manchon 36 d'un tuyau de refroidissement 39 et du côté
opposé, un trou ~orgne 37 pour recevoir un em~out 38 d'un
tuyau de re~r~oidissement 40. L'embout 38 comporte un trou
taraudé dans lequel se visse une vis 4I traversant la plaque
I8 par un trou correspondant.
Le tube de refroidissement 39 à son extrémité oppo-
sée au manchon 36 comporte un ma~chon 42 qui vient se loger '!
~ dans un trou 43 du flasque 7, tandis que le tube 40 comporte
`~ 30 un embout 45 qui est pourvu d'un trou taraudé latéral 46
dans lequel vient se visser la vis 2I.
~ '
-- o
:
: . .
.. :
'7~ 8
Le ~lasque 7 est pourvu d'une large ouverture 47
qui permettra le passage des branches du circuit secondaire
et presente des trous borgnes 48 pratiqués en biais pour
assurer un ancrage.
Lorsque tous les éléments du transformateur I ont
été assemblés, logés dans le carter tubulaire 3, l'ensemble
est ~ixé dans le gabarit d'assemblage I7 et par une ouverture
49 de la plaque I6 on introduit une résine époxy qui vient
combler tous les espaces libres délimités par les flasques 6
IO et 7, le carter tubulaire 3 et les plaques I6 et I9, cette
résine en pénétrant dans les trous 3I et 48 assurant l'ancrage
des flasques.
~ près durcissement de la résine, on obtient un
trans~ormateur dans lequel tous les éléments sont reliés et
isolés électriquement et qui ~orme un ensemble monolytique
extrèmement rigide.
Lorsque la résine a durci, on sépare le trans~orma-
teUr du 8abarit I7 en dévissant les vis 2I, 22 et 4I, puis
les écrous 20 et 29. On peut alors dégager les barres méplates
II de sorte qu'il est ménagé dans le transformateur I deux
canaux méplats parallèles qui sont destinés à recevoir le
circuit secondaire 5.
Ce~circuit 5 est ~ormé d'une barre de cuivrec~e sec-
:
tion méplate~en ~orme de U pour présenter deux branches paral-
lèles 49 et 50 reliées~par une ame 5I.
Ce circuit secondaire est tubulaire et les extré-
mités libres des branches sont respectivement percées de trous
52 et 53 destinés à recevoir des brides 5L' et 55, la bride 54
comportant un embout 56 pour son raccordement à un circuit d'-
eau de re~roidissement, tandis que la bride 55 comporte un
embout correspondant 57.
- 7
~'
'7~L918
La bride 54 est reliée par une barre 68 à une
branche 6I supportant une electrode 62. Sur la branche 6I con-
venablement isolée est fi~é un bras 63 solidaire du corps 64
d'un cylindre pneumatique.
La bride 55 est reliée par une tresse 67 à une élec-
~rode 66 qui est portée par la tige 65 du piston 69 du vérin
pneumatique 64.
Sur le ~lasque 7 est ~ixé un support 7I pour deux
barres de guidage 70. Ces barres 70 sont ~ixées et sont desti-
I0 nées à recevoir des coulisseaux 72 et 73 solidaires du corps 64
du vérin. Un ressort de traction 75 est inséré entre l'extré-
mité supérieure du transformateur 6 et les coulisseaux 72
pour aider le corps 64 à se déplacer vers le ~aut.
Sur la tige 65 du piston 69 est ~ixée une butée 76
qui est destinée à porter contre 17 extrémité ln~ér:ieure des
barres 70 pour limiter le coulissement vers le haut du piston
du vérin pneumatique 61~.
; La branche 6I de la pince comporte deux embouts 80
et 8I destinés ~ être reliés au circuit, de re~roidissement,~
; 20 ladite branche comportant intérieurement des canaux en communi-
~ cation avec les embouts et s'étendant jusqu'au voisinage de
.
l'électrode 62.
L'é:lectrode 66 est reliée à la tige 65 du vérin par
:
un porte électrode 83 agencé pour présenter également deux
embouts 84 dont un seul est visible sur la figure 6.
Sur ]es manchons 36 et L12 du tube de refroidissement
39 sont montés des embouts 85 et 86 respectivement, l'embout
85 recevant un tuyau d'alimentation relié à un circuit d'eau
sous pression tandis que l'embout 86 est destlné, par un tuyau
souple, à etre relié à l'embout 57, 1~ eau circulant alors a
travers le circuit secondaire pour ressortir par l'embout 56
: : :
celui-ci étant relié par un~tuyau souple à l'embout 80 pour
- 8
~71~B
le refroidissement de l'électrode 62, l'embout 8I étant relié
à l'un des embouts 84, tandis que l'autre est relié à la
douille 46, l'eau traversant le transformateur par le tube
40 et s'évacuant par un tuyau relié à la douille 38.
L'unité de soudage selon l'invention~ est d'une
conception particulièrement simple et présentant un très grand
nombre d'avantages. Elle est particulièrement destinée à
équiper des robots ou des manipulateurs industriels.
L'unité de soudage, selon l'invention, est très
I0 compacte, le shunt du circuit secondaire est court et extérieur
au transformateur de sorte que l'impédance est réduite et
le changement éventuel de celui-ci tres simplifié. La réduc
tion de la consommation dténergie électrique est très sensible.
L'utilisation dtun profi~ en cuivre électrolytique
de section rectangulaire méplate pour former le c:ircuit secon-
daire permet un meilleur couplage electrique et son usinage
est très simple.
Comme le circuit secondaire n t a pas besoin d t etre
guidé dans le transformateur, cedernier n'a pas besoin d t etre
demontable et la llaison de ses différents composants avec
; ~ une résine époxy permet d t en diminuer le poids et l'encombre-
; ~ ment.
Aux figures 7,8 et 9, on a représenté très schémati-
quement l'unité selon l'invention de manière à mieux compren-
dre son fonctionnement.
Les barres 70 sont fixées et constituent un guidage
pour les coulisseaux 72 et 73 solidaires du corps 64 du vérin,
le bras 63 est solidalre de la branche 50 de l'enroulement
secondaire 5 et les déplacements du corps 64 sur les tiges 70
étant parfaitement guidés et 17ensemble avec ledit corps 64
et l'enroulement 5 étant parfaitement rigide, aucun organe
de guidage dans le trans~ormateur n'est nécessaire.
9 ~--
~1'7~l~)18
Le bras 63 ~t la branche 6I forment un ensemble
rigide également.
Pour commander le soudage (voir fig.7) on envoie
du fluide dans le cylindre 6LI~ du côté de la tête du piston 69,
celui-ci se déplace dans le sens de la flèche "al' jusqu'à ce
que l'électrode 66 vienne buter contre la pièce ~ souder qui !~
porte la réf`érence IOO.
Dans cette position, le piston ne peut plus se
déplacer et comme le cylindre 6L~ est susceptible de coullsser
IO sur les tiges 70, il se déplace vers le haut dans le sens de
la flèche "b".
Après que la soudure ait été effectuée, on inverse
le sens d'alimentation du vérin, le fluide etant introduit
du côté de la tige du piston 69. Celui-ci se déplace alors
(voir fig.8) dans le sens de la :~lèche "c" jusqu'~ ce que sa
~ butée 76 revienne porter contre les extremites inf`érieures
;~ des tiges 70. Comme dans cette position du piston, celui-ci ne
peut plus se deplacer et que du fluide sous pression est en-
core envoyé dans le cylindre 6l~, c'est celui-ci qui se dépla-
ce dans le sens de la flèche "d" tvoir fig.9). La pièce IOO
peut alors être degagée et une autre peut être mise en place.
On voit que durant les différents mouvements l'en-
roulement secandalre par sa branche 50 suit parfaitement les
déplacements du corps 64.
Bien entendu, la présente invention n'est pas limi-
tée au mode de réalisation qui vient diêtre décrit et repré-
senté. On pourra y apporter de nombreuses modif`ications sans
sortir pour cela du cadre de l'inventioN.
` ~: : :
: :: ; : :
~ IO;-
